閃電網路，比特救星？
2017年比特幣的價格從不到1000美金直接飆到12月的20000美金，差不多漲了20倍！比特幣的市值甚至把高盛，大摩等知名上市公司摔在身後，中本聰在發布比特幣白皮書的時候肯定想不到會如此生猛。
比特幣的初衷是構建一個點對點的電子現金系統，但是以目前的技術架構並不能實現這個目標。
閃電網路有可能幫助比特幣完成這個目標，那麼閃電網路到底有什麼神奇之處，讓我們一探究竟。
比特幣的遺留問題
問題1：匿名
比特幣並不能實現真正的匿名，通過對交易的聚類分析、尋找交易和現實世界的關聯，用戶的所有交易記錄都可以被公佈於眾。
問題2：效率
Visa平均每秒實現數萬單交易，比特幣每秒最多7筆。與可用於支付的電子現金的性能要求相比，比特幣還遠遠不夠。
對於第一個問題，業內人士提出了利用零知識驗證（它指的是證明者能夠在不向驗證者提供任何有用的信息的情況下，使驗證者相信某個論斷是正確的）的解決方案，相關應用有zcash、dash幣等。
而第二個問題最有希望的解決方案，就是閃電網路。
閃電網路的思想來源可以追溯到比特幣早期，在中本聰和核心開發成員Hearn的交流郵件中，包含了對支付通道的討論。
比特幣收款地址支持腳本的特性，為建立多個用戶的資金通道提供了介面。但是如何利用這個介面，構建出一個支持高效支付的系統，在當時還沒有人提出一個有效的解決方案。
經過多年的支付通道和網路設計的研究，直到2015年，智能合約交易平台Mirror的CTO Dryja和Joseph Poon發布了一篇白皮書「比特幣閃電網路：可擴展的連鎖即時支付」，提出了一個支持雙向支付的較為完美的解決方案。
閃電網路的技術原理十分複雜，從白皮書的長短可以知道，總共59頁，而比特幣白皮書只有9頁，包含以太坊所有技術細節的黃皮書也只有32頁。所以這裡只闡述技術思想，就不討論技術細節了。
比特幣的去中心化程度很高，雖然安全性很好，但是卻犧牲了效率。
而閃電網路的精髓就是：既然鏈上的效率不夠，是否可以將交易在鏈下處理呢？閃電網路就好像插件一樣，輔助比特幣提升效率。
閃電網路就好像打麻將一樣。4個人各出100元放到一起，然後各領取10個籌碼，每一局只用籌碼來結算，打完牌回家的時候才開始根據籌碼數量分錢。
人民幣就好像比特幣，籌碼結算就好像閃電網路起到的作用。
大家最開始出錢和最終分錢的時候需要在鏈上交易，中間每一局結算就可以藉助閃電網路快速完成，也就是鏈下交易。
下面開始技術流解釋了！
閃電網路用到了比特幣的2個重要的特性：
●UTXO(unspend transactionoutput)：用戶對比特幣的所有權由未花費的交易輸出記錄。
●MS(multiple signatures)： 多重簽名允許一份交易輸出由多人共享。
因此，兩個人可以擁有同一份輸出，如果將比特幣主鏈比作銀行的話，也就是說，兩個人在銀行擁有同一個銀行賬戶，賬戶里的錢如何分配由兩人私下協定。
在此基礎上，閃電網路提出了RSMC合約，來解決兩個人安全的進行鏈下支付的問題。
如上圖，主要流程為：
1.首先雙方各出一點比特幣，在比特幣區塊鏈上設立一個共同賬戶。這需要一次鏈上交易。
2.每次轉賬，雙方只是對這個共同賬戶的分配達成共識。這些操作在兩個賬戶間鏈下完成，不需要上區塊鏈，不產生費用，不需要等待確認。RSMC的主要貢獻就是提供了一種技術，確保這些「私下完成的分配共識」可以達成，雙方誰也不能抵賴或作弊。
3.最終結算時把這個共同賬戶的比特幣按最終確認的分配方案分配給雙方。這也需要鏈上交易。
只有設立和撤銷賬戶時，需要進行鏈上交易，其他的交易都不需要上鏈，以此提升吞吐量。
沒有設立共同賬戶怎麼辦呢？
不用怕！HTLC合約可以解決這個問題！
如上圖，HTLC提供一種技術，把已有的RSMC鏈接成網路，使得沒有直接RSMC合約的兩個賬戶可以利用其它賬戶作為中轉，進行低費用的極速轉賬。
那費用怎麼算？
費用主要來自兩方面：
1.合約初始和終止時，支付給鏈上礦工的手續費。
2.使用HTCL合約支付時，由Time-Lock鎖定帶來的利息費用。
如果能夠構建一個足夠穩定和連接充分的網路，總的來說，使用閃電網路的資費是很低的。在此基礎之上，可以低成本的實現高頻小額系統，如物聯網或信息付費等等應用。
風險在哪裡？
閃電網路的願景十分美好，如果能順利解決比特幣或其他公鏈低效的問題，將直接為比特幣作為一種電子貨幣應用奠定基礎，同時也為其他區塊鏈技術的落地提供一個參考方向。
以太坊受閃電網路的啟發，也提出了雷電網路，用於解決以太坊的性能瓶頸。
不利的消息是，閃電網路的風險點還是蠻多的，甚至在Reddit上有討論說，閃電網路最終會摧毀比特幣。
How the Lightning Networkcould ultimately destroy Bitcoin
有興趣的可以由鏈接移步Reddit，這裡就不詳細討論了。
下面主要列舉閃電網路的常規風險：
1.擁堵主鏈：如果有人惡意創造很多無效交易，然後廣播到比特幣主鏈上，就會造成主鏈擁堵。
2.私鑰風險：交易各方必須在線，並使用私鑰簽署，特別是中間節點，需要保持私鑰長期在線，如果計算機被入侵，資金將被攻擊者竊取。
3.勾結礦工攻擊：比如A和B各出0.5個比特幣形成了一個1比特幣的公共賬戶，A在閃電網路轉給B0.5個比特幣，隨後B又用閃電網路轉給A0.5個比特幣。如果B勾結礦工，只把A轉B的交易廣播出去，而拒絕A廣播的懲罰合約。他就可以盜取那0.5個比特幣了。
4.忘記及時公布交易：交易雙方如果一方違約，將已經作廢的RSMC合約在鏈上廣播，另一方可以在規定的時間內（1000個區塊）懲罰違約方，獲得共同賬戶所有資金。如果忘記在規定時間內廣播懲罰合約，就無法挽回了。
總體來說，閃電網路是一個無需信任第三方的低延遲、高容量的微支付去中心化協議。長達58頁的白皮書，竟然也沒有把技術方案完整披露，特別是在關於路由方面。如果路由方案和費用分配機制設計上稍有不慎，將導致網路的中心化趨勢，這就與比特幣的設計初衷相違背了。針對於區塊鏈的擴展性，有多種解決方案，如側鏈、閃電網路(雷電網路)、分片等，通過將非必需的鏈上交易轉移到鏈下，是一個很好的方向，關於這個方向的研究也正在火熱進行中，我們期待越來越多新技術的到來。
如果閃電網路真能解決比特幣性能和效率的問題，也許只憑閃電網路一己之力，就能讓比特幣價值翻倍！
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